c) 3,0 h

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A energia elétrica consumida por um aparelho é dada por

E = P . Δt

E: energia elétrica

P: potência elétrica

Δt: tempo de funcionamento

A unidade de medida da energia no Sistema Internacional (SI) é o Joule (J), mas por resultar valores muito grandes é comum o uso de uma unidade mais prática, o quilowatt-hora (kWh).

No nosso caso

Microondas

U = 120 V

i = 15 A

Δt = 6 min ÷ 60 = 0,1 h

Potência                                                    Energia

P = U . i                                                      E = P . Δt

P = 120 . 15                                                E = 1,8 . 0,1

P = 1 800 W ÷ 1 000 = 1,8 kW                  E = 0,18 kWh

Lâmpada

P = 60 W÷ 1 000 = 0,06 kW

U = 120 V

[tex]E = P\cdot \Delta t\\\\0,18 = 0,06\cdot \Delta t\\\\\dfrac{0,18}{0,06}=\Delta t\\\\\mathbf{\Delta t=3\:h}[/tex]

a) 1,0 h

b) 2,0 h

c) 3,0 h

d) 4,0 h

e) 5,0 h

A lâmpada consumiria a mesma energia num intervalo de tempo de 3 h

Potência é a grandeza física capaz de medir a rapidez pela qual um um trabalho é realizado.

A potência elétrica é a medida da rapidez com que se transfere energia elétrica entre sistemas, em um determinado intervalo de tempo.

A equação matemática utilizada para a determinação da potência elétrica é:

[tex]\boxed{\sf P=\dfrac{E}{\Delta t}}\sf ~ou~\boxed{\sf P= U\cdot I}[/tex]  

Onde:

• [tex]\sf P\rightarrow[/tex] Potência elétrica;

• [tex]\sf E\rightarrow[/tex] Energia elétrica;

• [tex]\sf \Delta t\rightarrow[/tex] Intervalo de tempo;

• [tex]\sf U\rightarrow[/tex] Tensão elétrica;

• [tex]\sf I\rightarrow[/tex] Intensidade da corrente elétrica;

A unidade de medida da potência elétrica no Sistema Internacional é o watt (W). Designa-se esta unidade por watt, em homenagem ao matemático e engenheiro escocês James Watt (1736-1819).

Pelo enunciado, o microondas está ligado a uma tensão de 120 V e percorrido por uma corrente de 15 A durante 6 minutos:

[tex]\begin{cases}\sf U =120~V \\ \sf I=15~A\\ \sf P=~?~W \end{cases}[/tex]

Com os dados acima, podemos determinar a potência elétrica do microondas, substituindo esses mesmos dados na ''segunda equação''.

[tex] [/tex][tex]\sf P=120~V\cdot15~A[/tex]

Efetuando a multiplicação, a potência do microondas é:

[tex]\boxed{\boxed{\sf P= 1~800~W}}[/tex]

Agora, devemos calcular a energia consumida pelo microondas, considerando que o microondas fica ligado durante 6 minutos, o equivalente à 0, 1 hora.

[tex]\begin{cases}\sf P=1~800~W\\\sf \Delta t=6~min=0,1~h \\ \sf E=~?~W\cdot h \end{cases}[/tex]

[tex] [/tex]Primeiramente, substituímos os dados acima na ''primeira equação'' para que possamos determinar a energia elétrica consumida pelo microondas.

[tex]\sf 1~800~W=\dfrac{E}{0,1~h}[/tex]

Isolando a energia elétrica, temos:
[tex]\sf E=1~800~W\cdot0,1~h[/tex]

Em seguida, efetuamos a multiplicação, encontrando o valor da energia elétrica:

[tex]\boxed{\boxed{\sf E=180~W\cdot h}}[/tex]

Finalmente, tendo todos os dados necessários, já podemos saber por quanto tempo a lâmpada precisa ficar ligada para consumir a mesma energia que o microondas. Devemos ter em conta que, a lâmpada comum tem uma potência de 60 W. Então:

[tex]\begin{cases}\sf P=60~W\\ \sf E=180~W\cdot h \\ \sf \Delta t=~?~h\end{cases}[/tex]

Subtituímos os dados acima na ''primeira equação''.

[tex]\sf 60~W=\dfrac{180~W\cdot h}{\Delta t}[/tex]

Isolamos a variável do tempo.

[tex]\sf \Delta t=\dfrac{180~W\cdot h}{60~W}[/tex]

Por último, efetuamos a divisão, encontrando o resultado de:

[tex]\blue{\boxed{\boxed{ \therefore\sf \Delta t=3~h }}}[/tex]

Portanto, a lâmpada comum de 60 W consumiria a mesma energia que o microondas em um intervalo de tempo igual a 3 horas. Sendo assim, a alternativa correta é c) 3, 0 h.

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